Berechnung des Partialvolumeneffektes anhand patientenindividualer Lymphknotenmetastasen-Phantomen in der Lu-177-SPECT/CT

Ziel/Aim: Der Partialvolumeneffekt (PVE) führt zu einer Über- oder Unterschätzung der Aktivitätskonzentration (AK) von Organen oder Läsionen. Bei kleinen Objekten unterhalb der doppelten Systemauflösung, wie beispielsweise Lymphknotenmetastasen (LKM), ist der PVE besonders ausgeprägt und führt potentiell zu Ungenauigkeiten in der Dosimetrie nach Radioligandentherapie (RLT). Verschiedene Parameter wie Volumen, Oberfläche und Form der Metastase, sowie die Hintergrundaktivität beeinflussen die Ausprägung des PVE. Ziel dieser Arbeit war die Berechnung des PVE einzelner LKM anhand von Lymphknotenphantomen (LKP) und die Etablierung von Korrekturverfahren für den PVE in der Tumordosimetrie nach RLT.

Methodik/Methods: Retrospektiv wurde die posttherapeutische SPECT/CT 24 h nach Lu-177-basierter RLT von zehn Patienten ausgewählt. Anhand der CT Komponente erfolgte die manuelle Segmentierung jeweils einer SPECT positiven Lymphknotenmetastase (Volumen 0,18 – 23,7 ml), welche anschließend in CAD-Programmen zu LKP modelliert und mittels eines Inkjet-3D-Druckers gedruckt wurden. Es erfolgten Messungen mit Hilfe eines NEMA IEC Body Phantom und einem Torso-Phantom, in welches jeweils 5 LKP positioniert wurden. Die NEMA-Kugeln und LKP wurden mit einer AK von ca. 200 kBq/ml Lu-177 befüllt. Es erfolgten jeweils Messungen ohne Hintergrundaktivität oder einem Hintergrundverhältnis (TBR) von respektive 5:1, 10:1 und 20:1. Der Recovery Coefficient (RC=Gemessener Wert/ Wahrer Wert*100) und das Oberflächen-zu-Volumen Verhältnis (SA:V) aller Phantome wurde bestimmt, sowie eine Regressionsanalyse des RC in Abhängigkeit von SA:V durchgeführt.

Ergebnisse/Results: Das SA:V der LKP reichte von 1,86 bis 11,27 cm^-1. Das SA:V der NEMA-Kugeln betrug zwischen 1,62 und 6,00 cm^-1. Der berechnete RC lag zwischen 109% für die größte Kugel des NEMA Phantoms und 6,4% für das kleinste LKP. Die Regressionsanalyse erreichte ein Bestimmtheitsmaß von ca. R²=0,97 für alle Kontraste.

Schlussfolgerungen/Conclusions: Für kleine Lymphknotenmetastasen ist der PVE erheblich. Wenn das Volumen, die Oberfläche und die Hintergrundaktivität der LKPs bekannt sind, kann aus den Phantomdaten der PVE abgeschätzt und korrigiert werden und damit die Dosimetrie in LKPs verbessert werden.

Publication History

Article published online:
12 March 2025